Abstract

We present a low noise single-frequency and single-polarization distributed Bragg reflector fiber laser at 1083 nm by using a 1.8 cm long newly developed ytterbium-doped phosphate single mode glass fiber. The maximum output power is more than 100 mW with a slope efficiency of >29.6%. The signal to noise ratio is higher than 61 dB and the laser linewidth of less than 2 kHz is estimated. The obtained relative intensity noise for frequencies of over 4.0 MHz is less than 150dB/Hz, which approaches the shot noise limit. The achieved linear polarization extinction ratio is more than 30 dB.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
    [CrossRef]
  2. P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
    [CrossRef]
  3. C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
    [CrossRef]
  4. C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
    [CrossRef]
  5. R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
    [CrossRef]
  6. S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
    [CrossRef]
  7. S. H. Huang, G. S. Qin, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Opt. Express 13, 7113 (2005).
    [CrossRef]
  8. J. M. Xu, R. T. Su, H. Xiao, P. Zhou, and J. Hou, Chin. Opt. Lett. 10, 031402 (2012).
    [CrossRef]
  9. K. Iwatsuki, H. Okamura, and M. Saruwatari, Electron. Lett. 26, 2033 (1990).
    [CrossRef]
  10. T. Qiu, S. Suzuki, A. Schulzgen, L. Li, A. Polynkin, V. Temyanko, J. V. Moloney, and N. Peyghambarian, Opt. Lett. 30, 2748 (2005).
    [CrossRef]
  11. M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
    [CrossRef]
  12. Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.
  13. C. Spiegelberg, J. H. Geng, Y. D. Hu, Y. Kaneda, S. B. Jiang, and N. Peyghambarian, J. Lightwave Technol. 22, 57 (2004).
    [CrossRef]
  14. J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
    [CrossRef]
  15. M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
    [CrossRef]
  16. A. S. Kurkov, Laser Phys. Lett. 4, 93 (2007).
    [CrossRef]
  17. T. Liu, Z. M. Yang, and S. H. Xu, Opt. Express 17, 235 (2009).
    [CrossRef]
  18. S. H. Xu, Z. M. Yang, W. N. Zhang, X. M. Wei, Q. Qian, D. D. Chen, Q. Y. Zhang, S. X. Shen, M. Y. Peng, and J. R. Qiu, Opt. Lett. 36, 3708 (2011).
    [CrossRef]
  19. Y. O. Barmenkov, D. Zalvidea, S. Torres-Peiro, J. L. Cruz, and M. V. Andres, Opt. Express 14, 6394 (2006).
    [CrossRef]

2012 (2)

J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
[CrossRef]

J. M. Xu, R. T. Su, H. Xiao, P. Zhou, and J. Hou, Chin. Opt. Lett. 10, 031402 (2012).
[CrossRef]

2011 (1)

2009 (2)

T. Liu, Z. M. Yang, and S. H. Xu, Opt. Express 17, 235 (2009).
[CrossRef]

C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

A. S. Kurkov, Laser Phys. Lett. 4, 93 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (3)

2004 (2)

C. Spiegelberg, J. H. Geng, Y. D. Hu, Y. Kaneda, S. B. Jiang, and N. Peyghambarian, J. Lightwave Technol. 22, 57 (2004).
[CrossRef]

M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
[CrossRef]

2001 (1)

P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
[CrossRef]

1997 (1)

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
[CrossRef]

1990 (1)

K. Iwatsuki, H. Okamura, and M. Saruwatari, Electron. Lett. 26, 2033 (1990).
[CrossRef]

Andres, M. V.

Barmenkov, Y. O.

Bufetov, I. A.

M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
[CrossRef]

Cancio, P.

M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
[CrossRef]

Carlson, C. G.

C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
[CrossRef]

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

Chen, D. D.

Coleman, J. J.

C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
[CrossRef]

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

Cruz, J. L.

De Natale, P.

P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
[CrossRef]

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

Dianov, E. M.

M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
[CrossRef]

Dong, J.

S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
[CrossRef]

Dragic, P. D.

C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
[CrossRef]

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

Feng, Y.

S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
[CrossRef]

Geng, J.

Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.

Geng, J. H.

Giusfredi, G.

P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
[CrossRef]

M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
[CrossRef]

Graf, B. W.

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

Hanna, D. C.

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

Hou, J.

Hu, Y.

Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.

Hu, Y. D.

Huang, S.

S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
[CrossRef]

Huang, S. H.

Inguscio, M.

P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
[CrossRef]

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
[CrossRef]

Iwatsuki, K.

K. Iwatsuki, H. Okamura, and M. Saruwatari, Electron. Lett. 26, 2033 (1990).
[CrossRef]

Jiang, S.

M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
[CrossRef]

Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.

Jiang, S. B.

Kaneda, Y.

C. Spiegelberg, J. H. Geng, Y. D. Hu, Y. Kaneda, S. B. Jiang, and N. Peyghambarian, J. Lightwave Technol. 22, 57 (2004).
[CrossRef]

Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.

Kravtsov, K. S.

M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
[CrossRef]

Kurkov, A. S.

A. S. Kurkov, Laser Phys. Lett. 4, 93 (2007).
[CrossRef]

Laporta, P.

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

Leigh, M.

M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
[CrossRef]

Li, L.

Liu, T.

Liu, Z. J.

J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
[CrossRef]

Luo, T.

Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.

Melkumov, M. A.

M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
[CrossRef]

Modugno, G.

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

Moloney, J. V.

Musha, M.

S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
[CrossRef]

S. H. Huang, G. S. Qin, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Opt. Express 13, 7113 (2005).
[CrossRef]

Okamura, H.

K. Iwatsuki, H. Okamura, and M. Saruwatari, Electron. Lett. 26, 2033 (1990).
[CrossRef]

Paschotta, R.

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

Pastor, P.

P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
[CrossRef]

Pavone, F.

P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
[CrossRef]

Pavone, F. S.

M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
[CrossRef]

Peng, M. Y.

Peyghambarian, N.

Polynkin, A.

Prevedelli, M.

M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
[CrossRef]

Price, R. K.

C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
[CrossRef]

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

Qian, Q.

Qin, G. S.

Qiu, J. R.

Qiu, T.

Saruwatari, M.

K. Iwatsuki, H. Okamura, and M. Saruwatari, Electron. Lett. 26, 2033 (1990).
[CrossRef]

Schulzgen, A.

Shen, S. X.

Shi, W.

M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
[CrossRef]

Shirakawa, A.

S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
[CrossRef]

S. H. Huang, G. S. Qin, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Opt. Express 13, 7113 (2005).
[CrossRef]

Shubin, A. V.

M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
[CrossRef]

Spiegelberg, C.

C. Spiegelberg, J. H. Geng, Y. D. Hu, Y. Kaneda, S. B. Jiang, and N. Peyghambarian, J. Lightwave Technol. 22, 57 (2004).
[CrossRef]

Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.

Su, R. T.

Suzuki, S.

Swenson, G. R.

C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
[CrossRef]

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

Temyanko, V.

Torres-Peiro, S.

Ueda, K.

S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
[CrossRef]

S. H. Huang, G. S. Qin, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Opt. Express 13, 7113 (2005).
[CrossRef]

Wang, X. L.

J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
[CrossRef]

Wei, X. M.

Xiao, H.

Xu, J. M.

Xu, S. H.

Xu, X. J.

J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
[CrossRef]

Yang, Z. M.

Yao, Z.

M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
[CrossRef]

Zalvidea, D.

Zhang, Q. Y.

Zhang, W. N.

Zhou, P.

J. M. Xu, R. T. Su, H. Xiao, P. Zhou, and J. Hou, Chin. Opt. Lett. 10, 031402 (2012).
[CrossRef]

J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
[CrossRef]

Zhu, J. J.

J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
[CrossRef]

Zong, J.

M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

M. Leigh, W. Shi, J. Zong, Z. Yao, S. Jiang, and N. Peyghambarian, Appl. Phys. Lett. 92, 181108 (2008).
[CrossRef]

Chin. Opt. Lett. (1)

Electron. Lett. (1)

K. Iwatsuki, H. Okamura, and M. Saruwatari, Electron. Lett. 26, 2033 (1990).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

J. J. Zhu, P. Zhou, X. L. Wang, X. J. Xu, and Z. J. Liu, IEEE J. Quantum Electron. 48, 480 (2012).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

C. G. Carlson, P. D. Dragic, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 15, 451 (2009).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

Laser Phys. Lett. (2)

A. S. Kurkov, Laser Phys. Lett. 4, 93 (2007).
[CrossRef]

S. Huang, Y. Feng, J. Dong, A. Shirakawa, M. Musha, and K. Ueda, Laser Phys. Lett. 2, 498 (2005).
[CrossRef]

Lect. Notes Phys. (1)

P. Pastor, P. De Natale, G. Giusfredi, F. Pavone, and M. Inguscio, Lect. Notes Phys. 570, 314 (2001).
[CrossRef]

Opt. Commun. (2)

R. Paschotta, D. C. Hanna, P. De Natale, G. Modugno, M. Inguscio, and P. Laporta, Opt. Commun. 136, 243 (1997).
[CrossRef]

M. Prevedelli, P. Cancio, G. Giusfredi, F. S. Pavone, and M. Inguscio, Opt. Commun. 125, 231 (1996).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (2)

Proc. SPIE (1)

C. G. Carlson, P. D. Dragic, B. W. Graf, R. K. Price, J. J. Coleman, and G. R. Swenson, Proc. SPIE 6873, 68730K (2008).
[CrossRef]

Quantum Electron. (1)

M. A. Melkumov, I. A. Bufetov, K. S. Kravtsov, A. V. Shubin, and E. M. Dianov, Quantum Electron. 34, 843 (2004).
[CrossRef]

Other (1)

Y. Kaneda, C. Spiegelberg, J. Geng, Y. Hu, T. Luo, and S. Jiang, in Proceeding of IEEE Conference on Lasers and Electro-Optics (IEEE, 2004), Paper CThO3.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Experimental setup of the single-frequency 1083 nm DBR fiber laser.

Fig. 2.
Fig. 2.

Emission spectrum of the fiber laser. Inset: longitudinal modes characteristics of the fiber laser measured by the scanning Fabry–Perot interferometer.

Fig. 3.
Fig. 3.

Output power of the fiber laser versus the pump power. Inset: power stability of the fiber laser in more than 8 h.

Fig. 4.
Fig. 4.

Laser RIN, the shot noise limit is shown for comparison. Inset: magnified RIN at the low frequencies <500kHz.

Fig. 5.
Fig. 5.

Measured self-heterodyne signal using a 10 km fiber delay. Also shown are Lorentzian approximations with FWHM of 1, 2, and 5 kHz.

Metrics